Полное руководство: живое сжатие KVM RAW в QCOW2

Горячее сжатие дисков KVM ВМ из формата LVM/RAW в QCOW2 без простоев

Горячее сжатие дисков KVM ВМ из формата LVM/RAW в QCOW2 без простоев представляет сложность, поскольку нативные команды миграции libvirt не поддерживают сжатие в процессе миграции. Наиболее надежный производственный подход включает комбинацию горячей блочной миграции с последующими техниками пост-миграционного сжатия, или использование специализированных инструментов вроде virt-sparsify для достижения настоящего сжатия с минимальным прерыванием обслуживания. Хотя команды virsh, такие как blockcopy и migrate, могут обрабатывать горячий аспект, они не предоставляют встроенных возможностей сжатия, требуя дополнительных шагов для уменьшения конечного размера образа QCOW2.

Оглавление

• Понимание проблемы
• Встроенные возможности и ограничения Libvirt
• Методы горячей миграции без сжатия
• Производственные решения
• Пошаговое руководство по реализации
• Лучшие практики и соображения

Понимание проблемы

Основная проблема, с которой вы сталкиваетесь, обусловлена фундаментальными различиями между форматами хранения и тем, как работают инструменты миграции. Том LVM в формате RAW выделяет пространство немедленно, в то время как QCOW2 использует тонкое выделение ресурсов и сжатие. При выполнении горячей миграции с использованием стандартных команд libvirt система копирует сырые данные без применения какого-либо преобразования сжатия.

Как объясняется в обсуждении на Stack Overflow, проблема заключается в том, что “qemu-img convert -O qcow2” с флагом сжатия требует обработки всего образа, что обычно требует простоев или значительного влияния на производительность в процессе преобразования.

Фундаментальная проблема заключается в том, что инструменты горячей миграции сосредоточены на поддержке доступности ВМ во время передачи, в то время как операции сжатия требуют чтения и перезаписи всего содержимого образа, что конфликтует с требованиями реального времени для работающих рабочих нагрузок.

Встроенные возможности и ограничения Libvirt

Libvirt в настоящее время не предлагает встроенных возможностей сжатия во время горячей миграции хранилища. Документация libvirt подтверждает, что стандартные команды миграции, такие как virsh migrate и virsh blockcopy, разработаны для целостности данных и минимальных простоев, а не для оптимизации хранилища.

Согласно Руководству по администрированию виртуализации Red Hat, “Red Hat Enterprise Linux 6 поддерживает горячую миграцию гостевых виртуальных машин с использованием образов raw и qcow2 на общем хранилище”, но не упоминает сжатие как функцию.

Команда virsh migrate --live с опцией --copy-storage-all и команда virsh blockcopy являются основными инструментами для горячей миграции хранилища, но, как вы обнаружили, они сохраняют исходный формат данных и не применяют сжатие в процессе передачи.

Методы горячей миграции без сжатия

Virsh Blockcopy

Команда virsh blockcopy, которую вы упомянули, предназначена для горячей блочной миграции:

blockcopy --domain vm-name vda --xml disk.xml --wait --pivot

Как отмечено в обсуждении на ServerFault, “Это можно сделать с помощью команды virsh blockcopy. Она может копировать содержимое образа в произвольное новое место и в нужный момент времени обновить QEMU для указания на новое место.”

Однако этот метод копирует данные как есть без сжатия, в результате чего файлы QCOW2 занимают их полный виртуальный размер, а не сжаты.

Virsh Migrate с копированием хранилища

Команда virsh migrate --live с опцией --copy-storage-all - это еще один подход:

virsh migrate --live vm-name qemu+ssh://target/system --copy-storage-all --xml new-config.xml

Согласно обсуждению на форуме Proxmox, “если ваше хранилище является ‘общим хранилищем’, доступным для всех серверов кластера, вы можете ‘горячо’ переместить ВМ на другой сервер, не останавливая ее или не заставляя клиентов отключаться.” Но опять же, в этом процессе сжатие не происходит.

Производственные решения

Решение 1: Горячая миграция + пост-сжатие

Это наиболее распространенный производственный подход:

1. Выполните горячую миграцию на целевую систему с использованием стандартных методов
2. После миграции сожмите образ QCOW2, пока ВМ работает

Пост-сжатие можно достичь с помощью:

# Пока ВМ работает, используйте virt-sparsify
virt-sparsify --in-place /path/to/disk.qcow2

Как упоминается в статье на Medium, “из каталога, где хранится ваш образ, вызовите: virt-sparsify — in-place defenders-disk01.qcow2 · После успешного завершения команды перезапустите ВМ”

Решение 2: Предварительное сжатие перед миграцией

Для лучшей производительности:

1. Временно остановите ВМ
2. Преобразуйте том LVM в сжатый QCOW2:

qemu-img convert -c -O qcow2 /dev/vg_name/lv_name /path/to/compressed.qcow2

3. Выполните горячую миграцию уже сжатого образа

Как отмечено в блоге nocoast, “используйте qemu-img для преобразования из формата lvm в qcow2: qemu-img convert -O qcow2 /dev/vg_name/lv_name/ /var/lib/libvirt/images/image_name.qcow2 Если вы хотите сжать образ, добавьте ‘-c’ сразу после слова convert.”

Решение 3: Потоковая передача на уровне блоков с сжатием

Для сценариев с минимальными простоями:

1. Начните операцию потоковой передачи блоков
2. Используйте внешние инструменты сжатия на целевой системе
3. Постепенно переключитесь на сжатый образ

Вики QEMU о LiveBlockMigration упоминает, что “libvirt уже реализовал команды block_stream QMP, поэтому давайте сохраним их без изменений, если это возможно.”

Пошаговое руководство по реализации

Метод 1: Производительный подход с горячей миграцией + пост-сжатием

# Шаг 1: Выполните горячую миграцию без сжатия
virsh migrate --live vm-name qemu+ssh://target/system --copy-storage-all

# Шаг 2: На целевой системе, пока ВМ работает
virt-sparsify --in-place /var/lib/libvirt/images/vm-name.qcow2

# Шаг 3: Проверьте, что сжатие сработало
qemu-img info /var/lib/libvirt/images/vm-name.qcow2

Метод 2: Подход с минимальными простоями

# Шаг 1: Создайте сжатый образ из LVM (требует остановки ВМ)
qemu-img convert -c -O qcow2 /dev/vg_name/lv_name /var/lib/libvirt/images/vm-name-compressed.qcow2

# Шаг 2: Обновите конфигурацию ВМ
virsh edit vm-name
# Измените источник диска на новый сжатый файл

# Шаг 3: Запустите ВМ на целевой системе
virsh start vm-name

Метод 3: Продвинутый подход на уровне блоков

# Шаг 1: Подготовьте хранилище на целевой системе
virsh vol-create-as default vm-name-compressed.qcow2 --capacity 100G --format qcow2

# Шаг 2: Начните копирование блоков с сжатием (требует пользовательских скриптов)
# Примечание: Стандартный virsh не поддерживает сжатие в blockcopy
# Возможно, потребуется использовать команды QEMU monitor напрямую

Лучшие практики и соображения

Соображения по производительности

При использовании пост-миграционного сжатия с virt-sparsify производительность может быть затронута. Как отмечено в статье на LinuxConfig, “Этот формат образа использует тонкое выделение ресурсов, поэтому после первоначальной установки максимального виртуального размера диска пространство фактически выделяется только при использовании, но не возвращается хосту при освобождении.”

Требования к хранилищу

В процессе миграции вам потребуется временное пространство для хранения, равное размеру диска вашей ВМ, поскольку одновременно могут существовать как исходная, так и целевая копии.

Обработка ошибок

Всегда имейте резервные копии перед выполнением любых операций преобразования диска или миграции. Вики Proxmox предупреждает: “ВАЖНОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Всегда имейте готовые резервные копии вне основного местоположения, вы никогда не знаете!”

Мониторинг

Мониторьте ввод-вывод диска и производительность сети в процессе миграции для обеспечения минимального влияния на работающие приложения.

Источники

1. Горячее сжатие диска KVM ВМ из LVM/RAW в QCOW2 без простоев - Stack Overflow
2. Преобразование гостей kvm из lvm в qcow2, базовые образы и снимки - nocoast-tech
3. Миграция из RAW LVM в qcow2 - Форум поддержки Proxmox
4. Горячая миграция хранилища libvirt, но сохранение ВМ на том же хосте - Server Fault
5. Глава 4. Горячая миграция KVM - Документация Red Hat Enterprise Linux
6. Преобразование LVM в qcow2 - Архивы списка рассылки libvirt
7. Как уменьшить размер образов KVM QCOW2, которые вышли из-под контроля - Medium
8. Уменьшение файлов дисков Qcow2 - Вики VE Proxmox
9. Как изменить размер образа диска qcow2 в Linux - LinuxConfig
10. Features/LiveBlockMigration - Вики QEMU

Заключение

Проблема горячего сжатия при миграции KVM ВМ из формата LVM/RAW в QCOW2 требует многоступенчатого подхода, поскольку libvirt не предоставляет встроенных возможностей сжатия во время горячей миграции. Наиболее производительное решение включает выполнение горячей миграции сначала, а затем применение инструментов сжатия, таких как virt-sparsify, после завершения миграции. Для сценариев, требующих минимальных простоев, рассмотрите предварительное сжатие образа в течение короткого окна обслуживания. Всегда поддерживайте надлежащие резервные копии перед выполнением любых операций с дисками и мониторьте производительность системы в процессе. Помните, что хотя горячая миграция обеспечивает нулевые простои, настоящее сжатие всегда требует некоторого времени обработки - либо во время кратковременного прерывания обслуживания, либо во время работы ВМ с потенциальным влиянием на производительность.